一种利用嗜盐细菌生产L-赖氨酸和/或1,5-戊二胺的方法技术

本发明专利技术公开了一种重组菌及其制备方法，以及该重组菌在生产L

【技术实现步骤摘要】
一种利用嗜盐细菌生产L
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赖氨酸和/或1,5
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戊二胺的方法


[0001]本专利技术涉及菌种改造
，具体涉及生产L
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赖氨酸及1,5
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戊二胺的重组菌的分子生物学改造及其应用，涉及分子生物学、基因工程、代谢工程、合成生物学和发酵工程领域。

技术介绍

[0002] L
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赖氨酸作为一种必需氨基酸，是生物体蛋白质的基本组成元素，其在细胞结构的形成、生理环境的维持等方面起着重要作用。L
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赖氨酸是微生物发酵生产的一种重要的商业氨基酸，在世界范围内拥有广泛的市场，主要应用在饲料添加剂、食品添加剂和医药等方面。在饲料添加剂方面，添加L
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赖氨酸可以提高蛋白质含量，促进猪、家禽、鱼类等动物的生长，并且L
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赖氨酸在所有的饲料级氨基酸中占超过50%的份额，具有巨大的市场需求。在食品添加剂方面，L
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赖氨酸常作为营养物质添加到各种加工食品中，并且L
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赖氨酸通过聚合形成的ε
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聚
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L
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赖氨酸具有广谱的抑菌效果，在食品防腐剂方面具有广泛应用。在医药方面，L
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赖氨酸对治疗和预防单纯疱疹病毒（HSV）与复发性的溃疡、冻疮等疾病有显著治疗效果。因此，L
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赖氨酸自身作为一种高需求的必需氨基酸具有重要的研究和生产价值。
[0003]L
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赖氨酸除了作为饲料添加剂具有重要的商业价值外，L
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赖氨酸的衍生物还是一些重要化合物的合成前体，可以用于合成附加值高的生物聚合物，进而减少石油和化石燃料的消耗。其中，1,5
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戊二胺作为L
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赖氨酸的衍生物之一，主要用于合成高性能的生物基尼龙(尼龙45，尼龙56等)材料，并在工程材料、纺织、农业和医药等领域有着广泛的应用。目前，1,5
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戊二胺主要是通过化学法合成，而化学合成法除需要利用化石资源外还具有碳排放高的环境不友好问题。因此，1,5
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戊二胺通过微生物发酵生产成为一种有前途的替代方法。
[0004]L
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赖氨酸和1,5
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戊二胺均为碱性化合物，非专利文献：Enhanced Cadaverine Production by Engineered Escherichia coli Using Soybean Residue Hydrolysate (SRH) as a Sole Nitrogen Source（Guo et al，Applied Biochemistry and Biotechnology，2021）和General organization of the genes specifically involved in the diaminopimelate
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lysine biosynthetic pathway of Corynebacterium glutamicum（Yeh et al，MGG Molecular & General Genetics，1988）公开了目前主要在谷氨酸棒杆菌和大肠杆菌中发酵生产。然而，谷氨酸棒杆菌和大肠杆菌在中性环境中生长最佳，在生物生长过程中长期存在被污染的风险，在大规模工业发酵生产中更是需要输入大量的能量进行高温灭菌处理，并且其发酵过程需要补充大量的酸来维持发酵中性的pH值，因此在大规模、低成本工业发展中限制了其竞争优势。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的问题，本申请将原本不产生L
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赖氨酸和1,5
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戊二胺的菌，经过改造生产L
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赖氨酸和/或1,5
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戊二胺，开发了低成本的L
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赖氨酸和1,5
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戊二胺生产平台菌，
对工业生产L
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赖氨酸及其衍生物具有深远意义。
[0006]本专利技术的第一方面，提供了一种重组菌，所述的重组菌的基因组中包含导入基因，所述的导入基因包含dapA、dapB和lysA，所述的重组菌为盐单胞菌。
[0007]优选的，所述的导入基因还包含ppc、lysC和/或lysE。进一步优选的，所述的导入基因还包括ldcC和/或lysP。
[0008]所述的dapA、dapB和lysA来源于大肠杆菌基因组。
[0009]所述的ppc来源于盐单胞菌基因组。
[0010]所述的lysC和/或lysE来源于谷氨酸棒杆菌基因组。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述的lysC和/或lysE经过密码子优化，lysC的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，lysE的核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示。
[0011]经过密码子优化的lysC和/或lysE基因虽然来源于革兰氏阳性菌的谷氨酸棒杆菌基因组，却在革兰氏阴性菌的盐单胞菌中很好的表达。
[0012]所述的ldcC和/或lysP来源于大肠杆菌。
[0013]优选的，所述的导入基因在盐单胞菌中表达。进一步优选的，所述的导入基因在一个或多个质粒上表达或者在重组菌的染色体上表达。
[0014]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述的导入基因在染色体上的相同位置或不同位置表达。
[0015]所述的导入基因可以在现有技术中的任何常规启动子下表达。优选的，所述的导入基因在组成型或诱导型启动子下表达。所述的组成型启动子可以为组成型孔蛋白基因porin启动子。优选的，所述的组成型启动子可以为低强度启动子、中等强度启动子或高强度启动子。例如野生型porin、porin221、porin194、porin68、porin42、porin140、porin141、porin3、porin211等。所述的诱导型启动子可以为IPTG诱导型T7启动子。
[0016]优选的，所述的导入基因中的每一个可以独立地各自在一个或多个启动子的控制下表达，也可以相互组合用一个或多个启动子的控制下表达。
[0017]优选的，所述的导入基因中每个基因可以在一个质粒或几个基因组合在一个或多个质粒上。
[0018]优选的，所述的重组菌为嗜碱的盐单胞菌。进一步优选为Halomonas bluephagenesis、Halomonas campaniensis或Halomonas aydingkolgenesis。
[0019]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述的重组菌选自Halomonas bluephagenesis TD1.0、Halomonas campaniensis LS21、Halomonas campaniensis LC
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9或Halomonas aydingkolgenesis M1。
[0020]本专利技术的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重组菌，其特征在于，所述的重组菌的基因组中包含导入基因，所述的导入基因包含dapA、dapB和lysA，所述的重组菌为盐单胞菌。2.根据权利要求1所述的重组菌，其特征在于，所述的导入基因还包含ppc、lysC和/或lysE。3.根据权利要求1或2所述的重组菌，其特征在于，所述的导入基因还包括ldcC和/或lysP。4.根据权利要求1或2所述的重组菌，其特征在于，所述的导入基因在组成型或诱导型启动子下表达。5.根据权利要求1或2所述的重组菌，其特征在于，所述的导入基因在一个或多个质粒上表达或者在重组菌的染色体上表达。6.根据权利要求1或2所述的重组菌，其特征在于，所述的重组菌为Halomonas bluephagenesis、Halomonas campaniensis或Halomonas aydingkolgenesis。7.一种重组菌，其特征在于，所述的重组菌的基因组中包含导入基因，所述的导入基因包含dapA、dapB和lysA，所述的重组菌为Halomonas bluephagenesis。8.根据权利要求7所述的重组菌，其特征在于，所述的导入基因还包含ppc、lysC和/或lysE。9.根据权利要求7或8所述的重组菌，其特征在于，所述的导入基因还包括ldcC和/或lysP。10.一种重组菌，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国强，赵翠环，郑陶然，
申请(专利权)人：北京微构工场生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：